| 研究課題/領域番号 |
01470035
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
分析・地球化学
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
木原 壯林 京都大学, 化学研究所, 助教授 (60161543)
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| 研究分担者 |
宗林 由樹 京都大学, 化学研究所, 教務職員 (50197000)
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| 研究期間 (年度) |
1989 – 1990
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| キーワード | 液々、液膜界面 / イオン移動 / 電子移動 / 液々界面電荷移動ボルタンメトリ- / 選択的イオン分離 / 理論と実験 / 界面電位差振動 / 振動機構 / Process of Oscillation / Voltammetry for Ion or Electron Transfer at Liquid / Liquid Interface |
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| 研究概要 |
水相/有機相あるいは水相/膜界面でのイオン移動反応は、両相間のガルバニ電位差によって支配される。本研究は、両相中にそれぞれ酸化体(あるいは還元体)および還元体(あるいは酸化体)を加え、両相間のガルバニ電位差を微妙に制御することによって、精確なイオン分離を可能にしようというものであった。以下に、研究成果の概要を記す。
1.水相/有機相界面での電子移動反応の相互作用の理論的解釈.
フェリシアン、フェロシアン、水酸イオンあるいはヒドロキノンなどを含む水相とフェロセン、テトラチアフルバレンあるいはテトラシアノキノジメタンなどを含む有機相との間での界面酸化還元反応(電子移動反応)を液々界面電荷移動ボルタンメトリ-によって測定し、電子移動反応を表わす理論式を導いた。また、電子移動反応は、両相中での添加分子(イオン)の標準酸化還元電位、濃度、拡散系数、活量によって表現できることを実証した。さらに、この理論式と液々界面イオン移動に関する理論式を組み合わせて、両電荷移動反応の相互作用を定量的に示し、実験結果を良く説明する理論を構築した。イオン移動と電子移動の相関性を利用すれば性質の似通ったイオンの相互分離が可能となる。上記の理論は生体膜界面での酸化還元とイオン移動反応の相互作用の解釈にも有用である。
2.各種イオンの移動電位と温度、共存塩の効果.
各種イオンの水相/有機相界面移動をガルバニ電位差と移動量の関数として、液々界面イオン移動ボルタンメトリ-(VICTLLI)で研究し、界面移動エネルギ-をイオン半径・電荷、溶媒物性を念頭において解釈した。界面イオン移動におよぼす温度の効果は、溶媒物性の温度変化によって説明し、水相共存塩の効果は、水の活量変化および水相中でのイオン対生成によって説明した。なお、温度や水相共存塩の効果を利用すれば、電子移動反応によってガルバニ電位差を規制した界面でのイオンの分離をより高選択的に達成できることも分かった。
3.液々、液膜界面電荷移動に伴う界面電位差の振動機構の解明.
液々、液膜界面をイオンが移動するとき、界面電位差の振動を伴えば、これがイオン分離に影響を与える。また、この振動現象は生体内刺激の発生と関係する。本研究では、液々界面イオン移動ボルタンメトリ-によって得られたイオン移動および界面吸着に関する知見と水相、有機(膜)相内でのイオン平衡に関する考察に基づいて、初めて同振動機構を解明しえた。
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